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CRISPRは幹細胞を免疫系から見えないようにします。

カリフォルニア大学の科学者サンフランシスコはCRISPR-Cas9遺伝子編集システムを使用して、免疫システムに対して機能的に「見えない」最初の多能性幹細胞を作成しました。実験室における生物工学のそのような出来事は、幹細胞移植の拒絶を防ぐことを我々に可能にした。これらの「普遍的な」幹細胞は、以前によく行われてきたように、各患者のために特別に作られた幹細胞より効率的に作ることができるので、新たな発見は再生医療を一歩現実に近づける。

CRISPRと幹細胞

「科学者はしばしば治療薬を宣伝するTobias Deuz医学博士およびNature Medicine 2月18日に発表された研究の主執筆者は、次のように述べています。

免疫システムは許しません。 それは、異星人として知覚されるすべてのものを破壊するようにプログラムされているので、行動の自由が与えられれば有害な可能性がある感染因子や他の侵入者から体を保護します。それはまた、移植された臓器、組織または細胞が外部からの潜在的に危険な侵入と見なされ、それが常に強い免疫応答を引き起こし、移植拒絶反応につながることを意味します。これが起こると、ドナーとレシピエントは「組織適合性に不適合」と言われます。

「阻害する薬を注射することができます免疫活性を高め、拒絶反応の可能性を減らします。残念なことに、免疫抑制剤は患者を感染症や癌にかかりやすくします。

幹細胞移植の分野では、科学者拒絶の問題は、皮膚や脂肪細胞などの完全に成熟した細胞から作り出され、組織や臓器を構成する多くの細胞のいずれかに発展するように再プログラムされた人工多能性幹細胞(iPScs)を使って解決できるからだiPS細胞由来の細胞が元の細胞を提供したのと同じ患者に移植された場合、科学者たちは、移植された細胞は「自分自身」と見なされ、免疫システムの助けを借りて攻撃することはないと考えました。

しかし、実際には、iPScの臨床使用難しいことがわかった。理解できない理由で、多くの患者の細胞は初期化に対して免疫がありました。さらに、iPSCの製造は、幹細胞療法で治療された各患者にとって高価でありそして時間がかかる。

「ipcc技術には多くの問題がありますが、大きな障害は品質管理と再現性です。何が一部のセルを再プログラム不可能にするのか私たちは知りませんが、ほとんどの科学者はまだ見つけることができないことに同意します」と、Deoesは言います。 「このため、個別化されたiPS治療へのほとんどのアプローチは放棄されました。」

それが回避することが可能であったかどうかDeuzeとShrepferは疑問に思いましたこれらの問題は、困っているあらゆる患者が使用できる「普遍的な」iPSCを生み出します。彼らの新しい記事では、3つの遺伝子の活性を変えただけで、iPSCが完全に機能的な免疫系を持ち、組織適合性が不適合なレシピエントへの移植後の拒絶反応を避けることができた。

「これは誰もが初めてだ。普遍的に移植することができ、免疫応答を引き出すことなく免疫適格レシピエントにおいて生き残ることができる工学細胞」とDeWesは述べています。

科学者は最初にCRISPRを使用して削除しましたクラスIおよびIIの主要組織適合遺伝子複合体(GCGS)として知られる、タンパク質ファミリーの適切な機能に必要な2つの遺伝子。 GCGSタンパク質は、ほとんどすべての細胞の表面に位置し、免疫系が外来のものと天然のものとを区別するのを助ける分子シグナルを表示する。 GCGS遺伝子が存在しない細胞はそのようなシグナルを出さないので、それらは異質として登録されない。しかしながら、GCGSタンパク質を欠く細胞は、ナチュラルセルキラー(NK)細胞として知られる免疫細胞の標的となる。

チームのLewis Lanier教授と仕事をするSchrepferは、免疫細胞に「食べてはいけない」というシグナルを出す細胞表面タンパク質であるCD47(マクロファージ)も、NK細胞に対して強い抑制効果を持つことを発見しました。

CD47が完全に鍵を保存できると仮定拒絶反応を止めるために、研究者らはCD47遺伝子をマウスおよびヒトの幹細胞に追加の遺伝子コピーを送達するウイルスにロードし、そこからMHCタンパク質を除去した。

CD47は実際に欠けている部分であることがわかりましたパズル研究者達が彼らの三成分系マウス幹細胞を正常な免疫システムを持つ不適合なマウスに移植したとき、彼らは拒絶反応を見ませんでした。それから、彼らは、同じように構築されたヒト幹細胞をいわゆる免疫化マウスに移植しました - 免疫システムはヒト免疫システムの構成要素によって置き換えられました - そしてまた何も見えませんでした。

さらに、研究者はさまざまなタイプを抽出しましたこれらのトリプルエンジニアリング幹細胞由来のヒト心臓細胞。幹細胞由来の心臓細胞は長期間生存することができ、そして初歩的な血管および心筋を形成することさえ可能であった。おそらくいつの日か彼らは失敗した心を回復するために使用することができます。

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